package com.atguigu.algorithm.floyd;

import java.util.Arrays;

/**
 * 佛洛伊德算法-最短路径问题（每一个顶点）
 *
 * @author xr-8
 * @date 2023-01-13
 * @time 23:39
 */
public class FloydAlgorithm {

    public static void main(String[] args) {
        // 测试看看图是否创建成功
        char[] vertex = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G' };
        //创建邻接矩阵
        int[][] matrix = new int[vertex.length][vertex.length];
        final int N = 65535;
        matrix[0] = new int[] { 0, 5, 7, N, N, N, 2 };
        matrix[1] = new int[] { 5, 0, N, 9, N, N, 3 };
        matrix[2] = new int[] { 7, N, 0, N, 8, N, N };
        matrix[3] = new int[] { N, 9, N, 0, N, 4, N };
        matrix[4] = new int[] { N, N, 8, N, 0, 5, 4 };
        matrix[5] = new int[] { N, N, N, 4, 5, 0, 6 };
        matrix[6] = new int[] { 2, 3, N, N, 4, 6, 0 };

        //创建 Graph 对象
        FloydAlgorithm graph = new FloydAlgorithm(vertex.length, matrix, vertex);
        //调用弗洛伊德算法
        graph.floyd();
        graph.show();
    }

    /**==============================佛洛依德算法-图的构造 以及算法实现==============================*/
    private char[] vertex; // 存放顶点的数组
    private int[][] dis; // 保存从各个顶点出发到其它顶点的距离，最后的结果，也是保留在该数组
    private int[][] pre;// 保存到达目标顶点的前驱顶点

    /**
     * 构造函数
     * @param length 大小
     * @param matrix 邻接矩阵
     * @param vertex 顶点数组
     */
    public FloydAlgorithm(int length, int[][] matrix, char[] vertex) {
        this.vertex = vertex;
        this.dis = matrix;
        this.pre = new int[length][length];
        // 对pre数组初始化, 注意存放的是前驱顶点的下标
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            Arrays.fill(pre[i], i);
        }
    }

    /**
     * 弗洛伊德算法
     */
    public void floyd() {
        int len; //变量保存距离
        //对中间顶点遍历，k 就是中间顶点的下标 [A, B, C, D, E, F, G]
        for(int k = 0; k < dis.length; k++) {
            //出发顶点，从i顶点开始出发 [A, B, C, D, E, F, G]
            for(int i = 0; i < dis.length; i++) {
                //重点，到达j顶点 [A, B, C, D, E, F, G]
                for(int j = 0; j < dis.length; j++) {
                    len = dis[i][k] + dis[k][j]; //计算从i顶点出发，经过k中间顶点，到达j顶点的距离
                    if(len < dis[i][j]) { //如果len小于dis[i][j](小于从i直接到j的距离)
                        dis[i][j] = len; //更新距离
                        pre[i][j] = pre[k][j]; //更新前驱顶点
                    }
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 输出算法结果，显示pre数组和dis数组
     */
    public void show() {
        for (int k = 0; k < dis.length; k++) {
            // 先输出pre数组, 即输出两个顶点间的中间节点
            for (int i = 0; i < dis.length; i++) {
                System.out.print(vertex[pre[k][i]] + " ");
            }
            System.out.println();
            // 输出dis数组, 即两个顶点之间的距离
            for (int i = 0; i < dis.length; i++) {
                System.out.print("("+vertex[k]+"到"+vertex[i]+"的最短路径是" + dis[k][i] + ") ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}